（2）物体的平衡与受力分析—江苏省2020高考物理考前冲A攻略复习讲义

1、江苏高考物理考前冲A攻略（2）物体的平衡与受力分析【考情播报】考纲要求形变、弹性、胡克定律（I）力的合成和分解（II）力的合成和分解计算，只限于用作图法或直角三角形知识解决共点力的平衡（I） 只要求解决在一个平面内的共点力平衡问题命题预测1.考查力的产生条件、力的大小、方向的判断（难点：弹力、摩擦力）、力的合成与分解、平衡条件的应用、动态平衡问题的分析、连接体问题的分析。2.涉及的思想方法有：整体法与隔离法、假设法、正交分解法、矢量三角形法、等效思想等。3.单独考查一个知识点的试题非常少，大多数情况都是同时涉及几个知识点，考查的重点和热点是弹力、摩擦力、力的合成与分解、共点力作用下物体的平衡等

2、的创新设计，注重物理思维与物理能力的考核。应试技巧1.求解受力分析应掌握三个原则：（1）按一定的顺序去分析力：根据各种性质的力产生的条件、力的方向，本着先场力（重力、电场力等），再接触力（弹力、摩擦力）的顺序分析。（2）善于变换研究对象：如果题目中给出的物体不止一个，在分析物体受力情况时，往往不能直接判断它与接触的物体间是否有相互作用的弹力和摩擦力，这时可以采用隔离法（或整体法），先分析其他物体（或整体）的受力情况，再分析被研究物体的受力情况。（3）结合运动状态，结合相关定律及时修正：由于弹力和摩擦力都是被动力，它们的方向和大小与物体的运动状态有着密切的关系，所以分析物体的受力情况时，除了根据

3、力产生的条件判断外，还必须根据物体的运动状态，结合牛顿第二定律及时进行修正。2.平衡问题中的整体法和隔离法：（1）解决物体的平衡问题时，应先对物体进行受力分析，当分析相互作用的两个或两个以上物体的受力情况及分析外力对系统的作用时，或者当系统内各物体具有相同大小的加速度或相同的运动状态且不需要考虑系统内物体间的相互作用力时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时或者当系统内各部分的加速度大小、运动状态不同时常用隔离法。运用隔离法选择研究对象分析物体受力时，应按照由易到难的原则。整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法

4、。（2）共点力平衡问题的一般思路：物体静止或做匀速直线运动物体处于平衡状态对物体受力分析建立平衡方程对平衡方程求解、讨论3.动态平衡问题的处理方法：解决这一类问题的一般思路：把“动”化为“静”，“静”中求“动”。（1）图解分析法：对研究对象在状态变化过程中的若干状态进行受力分析，依据某一参量的变化，在同一图中作出物体在若干状态下力的平衡图（力的平行四边形），再由动态力的平行四边形各边长度变化及角度变化情况，确定力的大小及方向的变化情况。总结其特点有：合力大小和方向都不变；一个分力的方向不变，分析另一个分力方向变化时两个分力大小的变化情况。（2）相似三角形法：对受三力作用而平衡的物体，先正确分析

5、物体的受力，画出受力分析图，再寻找与力的三角形相似的几何三角形，利用相似三角形的性质，建立比例关系，把力的大小变化问题转化为几何三角形边长的大小变化问题进行讨论。（3）解析法：根据物体的平衡条件列方程，在解方程时采用数学知识讨论某物理量随变量的变化关系。【真题回顾】1. 明朝谢肇淛五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则A若F一定，大时大B若F一定，小时大C若一定，F大时大D若一

6、定，F小时大2 如图所示，一只气球在风中处于静止状态，风对气球的作用力水平向右，风对气球作用力的大小为F，细绳与竖直方向的夹角为，则绳的拉力大小为3 如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B。质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°。松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin 53°=0.8，cos 53°=0.6。求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小

7、球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T。【预测训练】1如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态。如果只改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是A绳的右端上移到b，绳子拉力变小B绳的两端高度差越小，绳子拉力越大C将杆N向右移一些，绳子拉力变大D若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移2如图所示，物体A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止：现用力F沿斜面向上推A，但A、B并未运动，下列说法正确的是A弹簧弹力一定不变BA、B之间的摩擦力一定变大C

8、A、B之间的摩擦力可能大小不变DB与墙之间可能没有摩擦力3如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平面的夹角为，将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是A框架对小球的支持力先减小后增大B拉力F的最小值为mgcos C地面对框架的摩擦力减小D框架对地面的压力先增大后减小参考答案【真题回顾】1.【参考答案】BC【命题意图】物体的平衡【试题解析】选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向右的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧

9、给木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的推力是相等的，力F的分解如图：则， ，故解得，所以F一定时，越小，越大；一定时，F越大，越大，BC正确。【点拨】本题主要考查物体的平衡。先对物体进行受力分析然后再运用平衡方程进行求解是解决此类问题的关键。23【参考答案】（1） （2） （3）（）【命题意图】物体的平衡【试题解析】（1）设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2F1sin 53°=F2cos 53°F+mg=F1cos 53°+ F2sin 53°且F1=Mg解得（2）小球运动到与A、B相同高度过程中小球上升高度h1=3lsin 53°，物块下

10、降高度h2=2l机械能守恒定律mgh1=Mgh2解得（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T牛顿运动定律MgT=Ma小球受AC的拉力T=T牛顿运动定律Tmgcos 53°=ma解得（）【点拨】本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降的高度；解答第（3）时，要注意运动过程分析，弄清小球加速度和物块加速度之间的关系，因小球

11、下落过程做的是圆周运动，当小球运动到最低点时速度刚好为零，所以小球沿AC方向的加速度（切向加速度）与物块竖直向下加速度大小相等【预测训练】1【答案】C【考点】动态平衡【解析】因为衣服钩时光滑的，所以绳子两端的拉力大小相同，设两杆间距为d，绳子长为L，左右两端绳子长度分别为L1、L2，绳子拉力为T，两部分与竖直夹角分别为、，根据题意有：，因为绳子拉力相对，所以，即：，所以：，d与L均为定值，所以为定值，为定值，绳子拉力不变，AB错误；杆N向右移一些，d变大，变大，变小，拉力变大，C正确挂质量更大的衣服，d与L均不变，绳中拉力变大，位置不变，D错误。2【答案】AC【考点】物体的平衡【解析】对整体分

12、析，由于A、B均不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，选项A正确。对A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin，若F=2mAgsin，则A、B之间的摩擦力大小f=mAgsin，方向沿斜面向下，则知摩擦力大小不变。故B错误，C正确。开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，墙对B没有摩擦力也没有弹力；施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，F的竖直分量等于B与墙之间的摩擦力，故D错误。3【答案】BC【考点】动态平衡问题【解析】以小球为研究对象，分析受力情况，作出受力示意力图，如图所示，根据几何关系可知，用F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F先减小后增大，当F的方向沿圆的切线方向向上时，F最小，此时：F=mgcos，故A错误，B正确；以框架与小球组成